発酵と解糖の違い

発酵も解糖も、糖や炭水化物のような複雑な分子を単純な形に変換するプロセスである。発酵は変換の過程で酵母や細菌を使うが、解糖はそうではない。これが発酵と解糖の重要な違いであり、さらなる違いについては、この記事で説明する。

発酵は何ですか？

発酵とは、糖質（主にブドウ糖、果糖、ショ糖）を酸、ガス、アルコールに変える代謝過程である。主に酵母や細菌、酸素不足の筋肉細胞などに存在し、乳酸を発酵させる。発酵中はクレブスサイクルと電子伝達系は存在しない。しかし、エネルギー抽出の経路は、解糖に1つか2つの付加反応を加えたものだけである。本来は解糖時に生成されるNAD+から再生されるものである。

発酵の種類

発酵の種類としては、主に乳酸発酵とアルコール発酵があります。

乳酸発酵

乳酸発酵も同様に糖分をエネルギーに変えるプロセスであり、食品の保存に使われることが多い。

C6H12O6（グルコース）→2CH3CHOHCOOH（乳酸）

乳酸発酵は、乳酸菌などの細菌や菌類で行われます。乳酸発酵の際、NADHはピルビン酸に直接電子を移動させる。乳酸発酵は、ヨーグルトの製造や筋肉細胞で見ることができます。

アルコール発酵

これは、食物中の糖分であるグルコース、フルクトース、スクロースがエネルギーに変換される過程である。パンや一部のお茶（キンブチャ）、飲み物（アルコールビール・ワイン・ウィスキー・ウォッカ・ラム）はアルコール発酵によって作られる。

C6H12O6（グルコース）→2C2H5OH（エタノール）＋2CO2（炭酸ガス）

酵母やある種の細菌は、NADHがピルビン酸の誘導体に電子を渡し、最終的にエタノールを生産するエタノール発酵を行うことができる。

発酵の用途

ビール、ワイン、ヨーグルト、チーズ、ザワークラウト、キムチ、イタリアンソーセージなどは、すべて発酵によって生み出される製品である。また、発酵は下水処理、工業用アルコール製造、水素製造などにも利用されています。

発酵の効用

発酵の過程で生成されるバクテリア（プロバイオティクス）は、消化器系に有益である可能性があります。また、発酵によってビタミンが増加するため、発酵による食品の保存は栄養価を高める可能性があります。

エタノール発酵

解糖は何ですか？

解糖とは、炭水化物（グルコースなど）をリン酸誘導体の酵素で分解してピルビン酸や乳酸を生成し、エネルギーをATPの高エネルギーリン酸結合に貯蔵することであると定義されています。

甘い分裂過程」とも呼ばれ、生物の細胞の細胞質で起こる代謝経路の一つである。これは、酸素があってもなくても機能します。そのため、好気性解糖と嫌気性解糖に分けることができる。酸素の存在下で、ピルビン酸、純エネルギーの形で2つのATP分子が生成されます。

嫌気性解糖は、短時間の高強度の運動でエネルギーを生産する唯一の有効な手段であり、10秒から12分のエネルギーを供給します。

全体の手応えは次のように表現できる。

グルコース＋2 NAD＋2 Pi＋2 ADP → 2 ピルビン酸＋2 NADH＋2 ATP＋2 H＋＋2 H2O＋熱

ピルビン酸は、真核生物のミトコンドリアや原核生物の細胞質に存在するピルビン酸脱水素酵素複合体（PDC）によって、アセチルコエンザイムaとCO2に酸化される。

解糖は、好気性、嫌気性を問わず、ほとんどすべての生物で起こっている。

解糖の代謝経路では、グルコースが一連の中間代謝産物を経てピルビン酸に変換される。

発酵と解糖の違い

発酵と解糖の定義。

発酵：糖分を酸やガス、アルコールに変化させる代謝のこと。

解糖：糖質を酵素で分解することです。

発酵と解糖の特性。

酸素を使用する。

発酵：発酵には酸素を必要としない。

解糖：解糖には酸素が必要です。

プロセス

発酵：発酵は嫌気性であると考えられている。

解糖：酵素には嫌気性、好気性のものがある。

atpの生成。

発酵：発酵の過程で得られるエネルギーはゼロ。

解糖：ATP2分子が生成される。

ステージ

発酵：発酵には、乳酸発酵とエタノール発酵の2つの基本段階がある。

解糖：酵素は好気性酵素と嫌気性酵素に分けられる

微生物が関与している。

発酵：バクテリアとイーストが発酵に関与する。

解糖：細菌や酵母は解糖に関与している。

エタノールや乳酸の生産

発酵：エタノールや乳酸を生成するための発酵。

解糖：解糖ではエタノールや乳酸は生成されない。

ピルビン酸の利用

発酵：ピルビン酸から発酵が始まる。

解糖：解糖によりピルビン酸が生成される。

ピルビン酸の運命

発酵：ピルビン酸から老廃物への変換

解糖：解糖によりピルビン酸を生成してエネルギーを生産すること。好気性呼吸。

画像提供

"エタノール発酵" By Davidcarmack - 自作 (CC BY-SA 3.0) via Comm*** Wikimedia